HDL

Contienen un 20% de colesterol (siendo la relación entre el colesterol esterificado y el libre de 3) y un 30% de fosfolípidos. Su principal apoproteína es la apo A-I y también contiene otras proteínas como PTEC (proteína transportadora de ésteres del colesterol). La HDL se sintetiza: a nivel hepático como una partícula discoidal o por liberación de material de la superficie de los quilomicrones (intestino) y de las VLDL durante su catabolismo (plasma). Son las lipoproteínas responsables del transporte inverso del colesterol, es decir, de la movilización del colesterol desde los tejidos periféricos hasta el hígado, donde es transformado y excretado en forma de ácidos biliares. Esta eliminación del colesterol contenido en las HDL justifica la relación inversa entre la concentración de HDL-col y el desarrollo de enfermedad arteriosclerótica así como el uso del término colesterol bueno para referirse al col-HDL.

Lipoproteína (a) o Lp(a)

La lipoproteína (a) es una partícula de LDL pero además de la apo B-100 contiene una apoproteína específica, la apo (a), origen de su denominación inicial de lipoproteína Lp(a). La apo B-100 y la apo(a) están unidas por un puente disulfuro y fuerzas electrostáticas que contribuyen a su estrecha asociación. La lipoproteína (a) tiene una densidad entre 1.019 y 1.063 g/L y su movilidad electroforética se produce en la banda pre-β. La síntesis de la apo (a) se realiza en el hígado de forma independiente a la apo B-100 y está regulada genéticamente apareciendo en todos los individuos pero en cantidades variables (rasgo genético cuantitativo). Se considera una variante genética de las LDL. No se conoce exactamente el mecanismo de eliminación de la Lp(a) de la circulación aunque parece relacionado con los receptores para LDL. El interés del estudio de la lipoproteína (a) reside en la asociación entre cardiopatía isquémica, enfermedad arterial periférica o accidente cerebro-vascular y su presencia en el suero, es decir, a su carácter aterogénico independiente del resto de lipoproteínas. Esta característica está relacionada con la homología entre la Lp(a) y el plasminógeno (estabilizador del coágulo) que le puede permitir interferir en la fibrinolisis y por tanto relacionarse no sólo con el desarrollo de la arteriosclerosis sino también con los procesos trombóticos asociados a esta.

5. Metabolismo de las Lipoproteínas

El metabolismo de las lipoproteínas sigue tres vías:

5.1 Vía Exógena

Comprende la absorción de grasas de la dieta y la fabricación de quilomicrones para su transporte.

5.2 Vía Endógena

Abarca la fabricación por el hígado de las lipoproteínas VLDL (transporte de los lípidos de origen endógeno) y el metabolismo de las VLDL a IDL y LDL.

5.3 Transporte Inverso

Del colesterol y triglicéridos desde los tejidos periféricos hasta el hígado que se realiza a través de las lipoproteínas HDL.

Vía Exógena

Las grasas que más abundan en los alimentos son las grasas neutras o triglicéridos, ingiriéndose también pequeñas cantidades de fosfolípidos, colesterol y ésteres de colesterol. La digestión de las grasas tiene lugar, en su práctica totalidad, a nivel del intestino delgado por acción de la secreción biliar y las enzimas pancreáticas:

  • La secreción biliar produce la emulsión de las grasas que facilitan la actuación de las enzimas del jugo pancreático y la formación de micelas.
  • La lipasa pancreática es producida en el páncreas y secretada en forma de proenzima (prolipasa) siendo activada por las sales biliares procedentes del hígado. La lipasa pancreática actúa sobre los triglicéridos de la dieta hidrolizando uno o dos de sus ácidos grasos y obteniendo una mezcla de monoglicéridos, diglicéridos y ácidos grasos libres.
  • La colesterol-esterasa se activa por polimerización en presencia de los ácidos biliares y su función consiste en liberar el ácido graso que contiene cada molécula de colesterol esterificado.
  • La fosfolipasa es otra enzima de origen pancreático que ataca los fosfolípidos liberando un ácido graso.

Acción de las Enzimas Pancreáticas sobre los Lípidos de la Dieta

Los componentes de los lípidos obtenidos tras la acción de las sales biliares y las enzimas pancreáticas pasan al interior de las células de la mucosa intestinal en forma de micelas mediante el mecanismo de pinocitosis. En el interior de las células se forman triglicéridos por esterificación del glicerol y los ácidos grasos absorbidos. Las células intestinales sintetizan proteínas (apoproteína A-I, apo A-IV y B-48) que son utilizadas para formar parte de los quilomicrones (quilomicrones nacientes) que, una vez ensamblados en el retículo endoplásmico y remodelados en el aparato de Golgi, son vertidos y transportados por el sistema linfático de donde pasan a la circulación sanguínea a través del conducto torácico. Una vez en el plasma los quilomicrones maduran gracias a intercambios con las HDL: los quilomicrones adquieren la apo C-II, necesaria para la activación de la lipoproteinlipasa (LpL), y la apo E que precisan para la interacción con los receptores celulares. Los quilomicrones son las lipoproteínas de mayor tamaño presentes en la sangre y transportan triglicéridos de origen exógeno desde las células de la mucosa intestinal a la sangre a través del sistema linfático. El 90 % de los triglicéridos contenidos en los quilomicrones son extraídos a nivel de los capilares del tejido adiposo y muscular por la acción de la lipoproteinlipasa (LpL), enzima que hidroliza los triglicéridos en sus componentes -glicerol y ácidos grasos- que, a su vez, entran en los adipocitos donde son almacenados o en las células musculares donde son consumidos para obtener energía. El exceso de material lipoproteico de superficie es transferido a las HDL nacientes. Los quilomicrones resultantes van disminuyendo considerablemente de tamaño pero tienen un mayor contenido de colesterol y presencia de apo E. Estos quilomicrones residuales son retirados de la circulación por receptores hepáticos específicos (receptores de apo E). La vida media de los quilomicrones en sangre es muy corta, menos de 1 hora. Los ácidos grasos libres de cadena media liberados en la hidrólisis de los triglicéridos pasan a la circulación portal y circulan unidos a la albúmina hasta el hígado.

Vía Endógena

El hígado es el principal órgano que sintetiza triglicéridos endógenos y colesterol siendo las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) las encargadas del transporte de los triglicéridos endógenos a las células musculares y adipocitos con finalidad energética o de almacenamiento. Los triglicéridos endógenos se sintetizan a partir de:

  • Ácidos grasos procedentes de otros tejidos del organismo.
  • De los ácidos grasos sintetizados a partir de los hidratos de carbono de la dieta o de un exceso de ácidos grasos libres que llegan al hígado.

Para su síntesis se utilizan apo B-100, apo C y apo E. Cuando llegan al plasma, las VLDL sufren un proceso de degradación y maduración:

  • La lipoproteinlipasa (LpL) degrada los triglicéridos endógenos de las VLDL y originan unas lipoproteínas de densidad intermedia, las IDL, que continuarán perdiendo triglicéridos y en un plazo de horas originan LDL con una vida plasmática media de 2 a 3 días. Por tanto, las VLDL son el principal origen de las LDL plasmáticas.
  • La maduración de las VLDL consiste también en:
    • La transferencia de colesterol no esterificado y apolipoproteínas desde las VLDL a las HDL.
    • La captación por las VLDL de colesterol esterificado procedente de las HDL.

Estos procesos colaboran en la formación de las IDL y LDL. La mayor parte de las LDL de la circulación son fijadas por el hígado y por las células de los tejidos periféricos que necesitan colesterol por medio de receptores celulares específicos que reconocen la apo B-100 y apo E presente en las LDL. La fijación de las LDL a los receptores va seguida de la endocitosis y posterior catabolismo de sus componentes. Las LDL son susceptibles a ser modificadas sobre todo por oxidación; esta LDL modificada no es reconocida por su receptor específico y es eliminada de la circulación por receptores situados en la superficie de macrófagos que no son específicos para la LDL y que no están sometidos a un mecanismo de regulación. Los macrófagos pueden emigrar hacia el interior de las paredes arteriales originando las células espumosas de las placas ateroscleróticas.

Transporte Inverso

El transporte del colesterol desde las células periféricas al hígado se conoce como transporte inverso del colesterol. Las HDL se originan en:

  • El hígado de manera directa.
  • El intestino.
  • A través de la lipolisis de los quilomicrones.

La función principal de las HDL es el transporte del colesterol al hígado para su posterior degradación y eliminación del organismo mediante su excreción en la bilis bien de forma directa o mediante la síntesis de ácidos biliares y donde son recicladas las HDL. Las HDL captan el colesterol libre de las membranas de las células de los tejidos periféricos mediante la acción de la enzima LCAT (lecitin-colesterol-aciltransferasa) que esterifica el colesterol libre (molécula hidrofóbica) que se sitúa en el interior de la HDL y, el sitio que ha quedado libre en la célula es ocupado por una nueva molécula de colesterol libre procedente de las células que de nuevo es sometida a la acción enzimática. Progresivamente la configuración discoidal de las HDL nativas va transformándose en una configuración esférica. El colesterol enmascarado en las HDL es transportado hasta los hepatocitos donde es degradado y excretado. Mediante este mecanismo se elimina el exceso de colesterol de los tejidos. La llegada al hígado de una gran cantidad de colesterol que excede su capacidad de almacenamiento origina varias respuestas:

  • Síntesis de nuevas lipoproteínas.
  • Síntesis de ácidos y sales biliares.
  • Eliminación del colesterol que es secretado al intestino junto a los ácidos y sales biliares formando parte de la bilis.

Este mecanismo permite eliminar parte del exceso de colesterol aunque se produce una reabsorción parcial del mismo que pasa a la circulación entero-hepática y el resto es eliminado con las heces.

6. Determinación de las Lipoproteínas Plasmáticas

Podemos realizar la separación de las lipoproteínas mediante los siguientes métodos:

  1. Ultracentrifugación.
  2. Precipitación selectiva de algunos tipos de lipoproteínas (cVLDL y cLDL) y determinación mediante métodos enzimáticos.
  3. Determinación directa de cHDL.
  4. Cálculo c-LDL.
  5. Técnicas inmunológicas.
  6. Determinación de quilomicrones.
  7. Lipidograma o electroforesis de lipoproteínas.

Lipoproteínas

1. Introducción

Las lipoproteínas son complejos macromoleculares hidrosolubles que sirven de vehículo de transporte de los lípidos, insolubles en el plasma. Tienen una composición heterogénea -se diferencian por:

  • El porcentaje de los distintos lípidos que contienen y por
  • La clase de apoproteína que solubiliza la molécula-

y variable en función de su síntesis y su estado metabólico. Las lipoproteínas plasmáticas tienen una forma esférica o discoidal con:

  • Un núcleo donde se almacenan los componentes hidrófobos -triglicéridos y ésteres de colesterol- y
  • En su superficie se sitúan los lípidos no hidrófobos -colesterol no esterificado y fosfolípidos- y las proteínas (apolipoproteínas o apoproteínas).

2. Componentes de las Lipoproteínas

2.1 Lípidos

  • Ácidos grasos libres
  • Triglicéridos
  • Fosfolípidos
  • Colesterol

2.2 Apoproteínas

Las proteínas presentes en las lipoproteínas se denominan apoproteínas o apolipoproteínas y constituyen entre el 1 y el 60% de la masa total de la lipoproteína. Se sintetizan en la hígado e intestino. Se nombran con letras – de la A a la L- y números árabes o romanos.

2.1 Lípidos

Ácidos Grasos Libres

Son ácidos monocarboxílicos de cadena larga, saturados como el palmítico y el esteárico de 16 y 18 carbonos respectivamente o no saturados como el oleico y el linoleico de 18 carbonos y el araquidónico de 20 carbonos; los dos últimos son esenciales. Pueden encontrarse no esterificados (libres) o esterificados con otras moléculas.

Colesterol

Puede estar libre o esterificado con ácidos grasos.

Triglicéridos

Son lípidos simples formados por glicerol y tres ácidos grasos.

Fosfolípidos

Lípidos complejos formados por glicerol, dos ácidos grasos, ácido fosfórico y compuestos nitrogenados. La lecitina y la esfingomielina forman parte de este grupo.

2.2 Apoproteínas

Las proteínas presentes en las lipoproteínas se denominan apoproteínas o apolipoproteínas.

  • Constituyen entre el 1 y el 60% de la masa total de la lipoproteína.
  • Se sintetizan en el hígado e intestino y se nombran con letras – de la A a la L- y números árabes o romanos.
  • Las apoproteínas poseen diferentes estructuras y desempeñan varias funciones:
    • Contribuyen a la solubilidad de los lípidos (lipoproteínas).
    • Participan en el metabolismo de las lipoproteínas:
      • Como cofactores de diversas enzimas:
        • La apoproteína C-II es un cofactor obligado de la lipoproteinlipasa (LpL).
        • La apoproteína A-I es un activador de la enzima que forma los ésteres de colesterol en suero (lecitin-colesterol-acil-transferasa o LCAT).
      • Facilitando el intercambio de material entre lipoproteínas y la membrana celular.
      • Actúan como ligandos en la unión con receptores específicos (la apoproteína E es el ligando imprescindible para eliminar los quilomicrones residuales al final de su metabolismo).
      • Permiten que las distintas lipoproteínas sean reconocidas por receptores específicos de la superficie celular.

Cada lipoproteína contiene varias apoproteínas y algunas de ellas aparecen en más de una clase de lipoproteína. Existe un intercambio de apolipoproteínas entre las diferentes lipoproteínas.

  • Los quilomicrones contienen: inicialmente apoproteínas B-48, A-I y A-IV y, posteriormente adquiere apoproteínas A-II, E, C-II y C-III. Los quilomicrones residuales contienen apoproteínas B-48 y E.
  • Las lipoproteínas VLDL contienen, en su fase inicial, apoproteínas B-100 y E además reciben de otras lipoproteínas la apoproteína C-II y apo-E.
  • Las lipoproteínas LDL contienen B-100.
  • Las lipoproteínas HDL contienen apoproteínas A-I, A-II y A-IV e intercambian apoproteínas C y E con otras lipoproteínas.

3. Funciones de las Lipoproteínas

Las lipoproteínas desempeñan un papel fundamental en:

  • La absorción del colesterol, de los ácidos grasos y de las vitaminas liposolubles de los alimentos.
  • El transporte de los triglicéridos y del colesterol desde su origen, el intestino y el hígado, hasta las localizaciones de almacenamiento y utilización para obtener energía.
  • Los lípidos que transportan formarán compuestos funcionales como hormonas esteroideas, prostaglandinas y vitaminas y componentes estructurales como la membrana plasmática.

4. Clasificación de las Lipoproteínas

Las lipoproteínas no constituyen especies moleculares bien definidas sino que tienen una composición heterogénea y muy variable dependiendo de las circunstancias de su síntesis y del estado metabólico concreto de la persona. Esta variabilidad condiciona que se hable de familias de lipoproteínas en lugar lipoproteínas concretas. Las lipoproteínas se clasifican basándose en:

  • Sus propiedades físico-químicas (peso, forma, densidad, características de flotación) y según
  • Su migración electroforética:

4.1 Electroforesis

Permite separar las moléculas de lipoproteínas debido a la carga eléctrica de la proteína portadora y la fricción con el soporte -acetato de celulosa o gel de agarosa-. La técnica para realizar el lipidograma (actualmente se utiliza únicamente en veterinaria) es similar a la de la electroforesis de proteínas pero se utiliza un método distinto de tinción para hacer visibles los lípidos y se obtienen, por orden de movilidad electroforética decreciente, 5 fracciones:

  • Pre-alfa lipoproteínas: Están constituidas por ácidos grasos libres (NEFA) que son transportados por la albúmina.
  • Lipoproteínas α: Contienen principalmente colesterol y fosfolípidos (HDL).
  • Lipoproteínas pre-β: Contienen principalmente triglicéridos endógenos (VLDL y Lp(a)).
  • Lipoproteínas β: Contienen principalmente colesterol (LDL e IDL).
  • Quilomicrones: Contienen principalmente triglicéridos exógenos; no tienen migración electroforética, pero en ocasiones y en sueros de aspecto lechoso, se observa una tinción en la línea de aplicación que corresponde a los quilomicrones.

El plasma normal en ayunas contiene lipoproteínas alfa y beta, con pequeñas cantidades de lipoproteínas pre-beta.

4.2 La Ultracentrifugación

Separa las moléculas según su densidad determinada por la cantidad de lípidos y proteínas. Si sometemos el suero a una centrifugación a gran velocidad (100.000 rpm) durante 24 horas, se separan las siguientes lipoproteínas ordenadas de menor a mayor densidad:

  • Quilomicrones
  • VLDL (very low density lipoprotein) lipoproteínas de muy baja densidad.
  • LDL (low density lipoprotein) lipoproteínas de baja densidad.
  • HDL (high density lipoprotein) lipoproteínas de alta densidad.

Quilomicrones

Entre un 85-95 % de la masa total de lípidos de los quilomicrones son triglicéridos de origen exógeno, entre un 5-10% fosfolípidos, un 3-5% colesterol y aproximadamente un 2% apoproteínas, principalmente la apo B-48, apo A-I, apo A-IV (quilomicrones nacientes) a las que se añade la apo E, apo C-II y apo C-III durante su maduración plasmática.

  • B-48: Síntesis y secreción de quilomicrones.
  • B-100: Síntesis y secreción VLDL/ligando de unión receptores LDL.
  • APO-E: Ligando de unión a receptores LDL y LRP (aclaración quilomicrones residuales/ conversión IDL en LDL)/aclaración de quilomicrones residuales.
  • C-I y C-II: Activación LpL y LCAT.
  • Son partículas de gran tamaño sintetizadas en el intestino.
  • Tienen como función el transporte de los lípidos de la dieta a la circulación sanguínea (transporte exógeno de los lípidos).
  • Son rápidamente metabolizados en el plasma por una LpL (lipoproteinlipasa) siendo su vida media inferior a 1 hora y en la mayor parte de la población la concentración en suero de los quilomicrones en condiciones de ayuno se aproxima a cero.
  • No se consideran lipoproteínas aterogénicas pero su aumento en intensidad y duración postpandrial se considera actualmente pro-aterogénica.
  • Los quilomicrones residuales presentan propiedades aterógenas ya que inducen la transformación de macrófagos en células espumosas, características de la lesión arteriosclerótica.

VLDL

Contienen: un 60-70% de triglicéridos de origen endógeno, entre un 10-15% de colesterol, un 10-15% de fosfolípidos y un 10% de proteínas. Las apoproteínas principales son la apo B-100, la apo C-II y la apo-E.

  • apo B-100: Síntesis y secreción VLDL/ligando de unión a receptores LDL.
  • APO-E: Ligando de unión a receptores LDL y LRP (aclaración quilomicrones residuales/ conversión IDL en LDL)/aclaración de quilomicrones residuales.
  • Las VLDL son sintetizadas en el hígado.
  • Su función es el transporte de triglicéridos endógenos desde el hígado a los tejidos periféricos.
  • Son metabolizadas por acción de la LpL y su vida media en la circulación es de 2-4 horas.

IDL (Lipoproteínas de Densidad Intermedia)

Contienen un 40% de triglicéridos, 30% de colesterol y un 20% de fosfolípidos. También se las denomina VLDL residual ya que son estructuras con un contenido entre la VLDL y las LDL. Su origen está en el catabolismo de los triglicéridos de las VLDL y la transferencia de material lipoproteico desde la superficie de las VLDL hacia las HDL. Esta partícula ha perdido la mayor parte de su apo C, especialmente la C-II lo que impide su degradación por la LpL pero mantiene la apo B-100 y la apo E que permiten su unión a receptores celulares específicos. Normalmente no se identifica en el plasma como consecuencia de su rápida transformación en LDL (de 2 a 6 horas); en la práctica clínica se incluye en la medición de las LDL. La IDL es una lipoproteína muy aterógena aunque su concentración en plasma es muy baja.

LDL

Constituyen el 50% de la masa total de lipoproteínas del plasma humano, contiene un 45% de colesterol cuya relación entre el esterificado y el no esterificado es de un 23, entre un 20-30% de fosfolípidos y un 5-10% de triglicéridos. Es responsable del transporte del 70 % del colesterol en suero. La LDL se origina como consecuencia de la transformación de las VLDL e IDL. Su principal papel es la liberación del colesterol procedente del hígado a las células de los tejidos periféricos ya que la apo B-100 es reconocida por su receptor específico (receptor de la apo-B o receptor de LDL) que internalizan la partícula de LDL en el interior celular y permite la captación del colesterol. Es la lipoproteína más aterogénica y se generalizado el uso del término colesterol malo para referirse al colesterol transportado por las LDL. Su aterogenidad no se debe únicamente a su concentración sino también a cambios cualitativos debidos a una serie de modificaciones químicas principalmente lipoperoxidativas que la transforman en una LDL aterogénica. Estas modificaciones dependen de su composición en lípidos, antioxidantes, apolipoproteínas y de su tamaño y carga eléctrica.